PART 1: PHISICAL AND CHEMICAL PROPERTIES

A. READING

Colour, specific gravity (density), the melting point, electrical conductivity, thermal conductivity, metallic lustre, heat expansion, specific heat, magnetism are phisical properties of metals.

To compare the density of one metal with that of another a standard is needed. Water is a standard which physicists have selected with which to compare the densities of solids and liquids. Hence, the weight of a substance compared to the weight of an equal volume of water is called its specific gravity or specific density. For making airplane parts and in other applications where strength must be combined with light weight, metals with low specific gravity such as aluminium, or magnesium and their alloys are used.

Metallic lustre is seen when the surface of the metal is polished or cut. Metals in a state of fine powder are grey or black and do not show metallic lustre until they are rubbed to a smooth surface.

The melting point is the temperature at which metal passes from a solid to a liquid state. Pure substances have a sharp melting point, that is they pass from entirely solid to entirely liquid condition in a very small temperature range. Alloys usually melt over a much wider temperature interval.

The metals themselves vary greatly in their electrical conductivity. Some of them (copper, aluminium) offer less resistance to the passage of the current, but others (nickel and chromium alloys) offer more resistance to conducting the electricity. The first group of metals has high electrical conductivity and is used for electrical wires. The second group has low electrical conductivity or high electrical resistance, thus in the passage of current through a conductor resistance results in the giving off heat, the greater the resistance, the greater the heat. So these metals and alloys are used for producing electric heaters.

The resistance to the flow of heat (thermal conductivity) is of the same order as the resistance to electricity.

Metals expand when they are heated and contract when cooled. They increase not only in length, but also in breadth and thickness. So the ability of metal to expand under heating is heat expansion.

Magnetism is the ability of metal to be magnetized or to be attracted by a magnet. Magnetic properties are noticeably expressed by iron, nickel, cobalt and their alloys. These metals are used for producing transformers, electromagnets.

Corrosion resistance, heat resistance, high temperature strength, heat solubility form chemical properties of metals. Chemical destruction of metals under attack of atmosphere at the ordinary temperature is called corrosion. Metals which do not oxidize at high temperature are called heat-resistant. The ability of metals to retain their structure, not to soften and not to deform in the condition of high temperature is called high temperature strength. The ability of metals to dissolve in different reactive liquids (acids, basics, etc.) when heated is called heat solubility.

EXERCISES:

I. Find in the texts the following topical words and phrases, explain what they mean, and add them to your Active Vocabulary:

chemical destruction, loads, strength, melting point, specific gravity, heat expansion, corrosion, heat solubility, toughness, electrical conductivity, magnetism, high temperature strength.

II. Write out from the texts the sentences or the parts of the sentences which contain the following words and expressions and translate them into Russian:

rupture, equal volume, smooth surface, giving off heat, a given use, sharp melting point, contract, ability to be magnetized, finished products, intricate shapes, meet requirements, metalic lustre, solids and liquids

III. Answer the following questions:

1. What metals offer less and more resistance to the passage of the current?

2. What is quality of metal works determined by?

3. What are technological properties?

4. What does knowledge of phisical properties enables to do?

5. What metals are called heat-resistant?

6. What are chemical properties?

7. Why is knowledge of technological properties of great importance?

8. What are phisical properties?

9. What metals express noticeable magnetic properties?

10. Why do we have to know chemical properties of metals?

11. Why are aluminium or magnesium and their alloys used for making airplane parts?

12. What metals are used for producing electric heaters and why?

13. What are mechanical properties?

14. Why do we have to know mechanical properties?

B. TRANSLATION

EXERCISES:

I. Before translating the text, find in it the sentences in which you would be able to use the following topical words and expressions:

ability to be melted, metalwork, article, coefficient of linear expansion, liquid condition, crack, reject, giving off heat, unite with other elements

II. Read the text again, find in it the information about the following questions, and answer them using the topical words and phrases:

1 .What are the most important properties for selecting the proper metal for a given use?

2. What is the coefficient of leaner expansion?

3. What metals are the best conductors of heat?

4. For what are metals with high or low electrical conductivity needed?

5. What metals are easily destroyed wider attack of atmosphere?

6. What is the difference between high-temperature strength and heat resistance?

III. Now translate the text in writing. Use as many topical words and phrases as you can:

К основным физическим свойствам металлов относят удельный вес, плавкость, тепловое расширение, теплопроводность, электропроводность, магнитность и др.

При выборе металлов для изготовления изделий удельный вес имеет большое значение: конструкции и изделия, применяемые в приборостроении, авто- и самолётостроении, должны при высокой прочности и пластичности обладать небольшим весом.

Плавкостью называется способность металлов расплавляться, т.е. при нагревании переходить в жидкое состояние. Показателем этого свойства является температура плавления.

Тепловым расширением называется способность различных тел, включая металлы, расширяться при нагревании. Объём и линейные размеры увеличиваются. При охлаждении происходит обратное явление. Исключение составляет только вода, которая имеет наименьший объём и наибольшую плотность при 4° С.

Степень увеличения или уменьшения первоначальных объёмов металла при изменении температуры на 1° характеризуется коэффициентом линейного расширения.

Величина теплового расширения у различных металлов неодинакова. Металлы, имеющие большой коэффициент расширения, применяются в приборостроении для деталей автоматически действующих механизмов. При определённой температуре такие детали, удлиняясь, могут включать либо размыкать электрическую цепь.

Теплопроводностью называется свойство металлов проводить тепло при нагревании.

Чем лучше металл проводит тепло, тем быстрее и равномернее он нагревается. Теплопроводность металлов имеет большое практическое значение. Если металл обладает низкой теплопроводностью, то для полного прогрева он нуждается в длительном нагревании; при быстром же охлаждении в нём образуются трещины, что приводит к неисправимому браку изделий. Лучшими проводниками тепла являются чистые металлы – серебро, медь, алюминий. Сталь ввиду сложности химического состава обладает значительно меньшей теплопроводностью.

Электропроводность – важное свойство металлов.

К материалам, используемым в электротехнике, могут предъявляться два различных требования: они должны обладать способностью либо хорошо проводить электрический ток, либо, наоборот, противодействовать прохождению тока и выделять тепло.

Электропроводностью называется величина, обратная электросопротивлению. Хорошая электропроводность необходима для токонесущих проводов. При изготовлении же спиралей электронагревательных приборов необходимо, чтобы проводник тока имел большое удельное сопротивление: спираль будет разогреваться и нагревать окружающую среду. Обычно в качестве такого материала применяют не чистые металлы, а сплавы, чаще всего сплавы никеля и хрома.

Магнитностью называется свойство металла намагничиваться или притягиваться магнитом. Подобными свойствами обладают железо и его сплавы.

К химическим свойствам следует отнести способность металлов сопротивляться окислению или вступать в соединения с различными веществами: кислородом воздуха, углекислотой, влагой и др. Чем лучше металл вступает в соединение с другими элементами, тем легче он разрушается.

К химическим свойствам металлов относится способность образовывать окалину при нагреве в окислительной атмосфере, а также растворяться в различных химически активных жидкостях: кислотах, щелочах и т.п.

Металлы, стойкие к окислению при сильном нагреве, называются жаростойкими.

От жаростойкости следует отличать жароупорность, т.е. способность металлов сохранять в условиях высоких температур свою структуру, не размягчаться и не деформироваться под действием нагрузки.

Сопротивление металлов коррозии, окалинообразованию и растворению определяется по изменению веса испытуемых образцов на единицу поверхности за единицу времени.

Знание химических свойств позволяет правильно выбрать металлы для различных изделий, особенно таких, как паропроводные детали, насосы, химическая аппаратура, т.е. изделий, соприкасающихся с паром, водой, работающих в условиях высокой температуры, под действием кислот, щелочей и т.п.